在(zài)工廠生產中,經常會用(yòng)到升降機(jī)。例如,在鑄造、焊接、噴塗、搬運、裝配等(děng)工作場合(hé)就有各種升降平台被(bèi)用作輸送和定位的工具。較大型的升降機(jī)的驅動裝(zhuāng)置一(yī)般選用液壓缸,這(zhè)是(shì)因為液壓缸工作可靠、費用較低。此外,利用液壓係統(tǒng)的儲能作用,還可(kě)以使工(gōng)作台的能耗較低。
在升降平台攜帶著工件上升時,需要(yào)液壓缸向其提供驅動力,即液壓缸向工作台(tái)輸出能量(liàng);而在工作台攜帶著工件下降時,其勢能將釋放出(chū)來。這種勢能如果不能有效地利用,則會造成能量浪費。這種(zhǒng)能量浪費對於小型工作(zuò)台來說尚不顯嚴重,但對於較大(dà)工作台來說,就非常可惜了。因此,對於較大工作台,需在其液壓係統中加入儲能裝置,在工作(zuò)台下降時將其(qí)勢(shì)能儲存起(qǐ)來,以便在工作台上升時重新釋放出去,使能量的利用更加合理,並同時達到保護係統安全的目的。
在(zài)一些液壓係統中,采用蓄能(néng)器來儲存液壓能(néng)。這(zhè)種方法結構(gòu)簡單,易於實施。然而(ér),由於蓄能器的容(róng)積有限,因此對於較大工(gōng)作台來說,就難以滿足要求了。在本文中(zhōng),采用了兩個(gè)液壓缸互(hù)補的方法,即通過兩個液壓缸間的液壓油互補,實現(xiàn)兩者間的能量互補(bǔ),從而達到(dào)節能效果,同時又使液壓係統工作平穩、可靠性高(gāo)。
升降機液壓係統設計
2.1 液壓係統的結構
升降機液壓係統基本(běn)結構如圖1所示。
2.2 液壓係統工作原理
如圖1所示,工件(未畫出)放置在工作(zuò)台1上,而(ér)工作台1則可在主缸3的活塞杆(gǎn)的作用下(xià)上升或下降。輔助缸4的活塞杆(gǎn)上加有配重2,兩缸的無杆腔由一個管路相聯,該連接管路上裝有兩個相對設置的液控單向閥(fá)5、6,兩液控單(dān)向閥5、6的控製油路分別來自兩缸的有杆腔(qiāng)。這樣,兩缸反向串聯起來。
三位(wèi)四通換(huàn)向(xiàng)閥7用(yòng)來控製兩缸的運動方向(xiàng)。如要使工作台1上升,則換向閥7置(zhì)右位,泵1 0排(pái)出的液壓油經過單向閥9、調速閥8和換(huàn)向閥7向輔助缸4的有杆腔中供油,此時液控單向閥6被打開,使輔(fǔ)助缸4的無杆腔中的液壓油經過液控(kòng)單(dān)向閥6、5流進主缸3的無杆腔(qiāng)中,而主缸3的有杆腔中的液壓油則經過換向閥7、二位二通換向閥14和節流閥15流回油(yóu)箱18中,從而使輔助缸4的活塞杆帶動(dòng)著配重2下降,而主缸3的活(huó)塞杆帶動著工(gōng)作台1上升。這一過程相當於將配重2的勢能(néng)傳給了(le)工作台1。
如要(yào)使工作台1下降,則換向閥7置左位,液壓泵10排出的液壓油經過單向閥9、調速閥8和換向閥7向主缸3的有杆腔中供油(yóu),此時液控單(dān)向閥5被打開(kāi),使(shǐ)主缸3的無杆腔中的液壓(yā)油經過液控單(dān)向閥5、6流進輔助缸4的(de)無杆腔中,而(ér)輔助缸4的有杆腔中的液壓油(yóu)則經過換向閥7 、二位(wèi)二通換向閥14和節流閥15流回油箱18中,從而使主缸3的活塞杆帶動著工作台1下降,而輔助缸4的活塞杆帶動著配重2上升。這一(yī)過程相當於將工(gōng)作台1的勢能(néng)傳給配(pèi)重2。
由此可見,兩缸3、4的無杆腔中的液壓油是一種互補關係,通過這種液(yè)壓油間(jiān)的(de)互補交換,實現了工作台1與配重2之間的能量互補交換,這樣,液壓泵10的供給壓力可明顯低於無輔助缸的(de)液壓係(xì)統(tǒng)的供給壓力,因而顯著地(dì)降低了能耗。
二位二通換向閥14用來起保護作用,其工作原理如下所述:如果工(gōng)作平台上升時(shí)所攜帶工件重量很小或未攜帶工件,或是(shì)平台下降時所攜帶工件重量很大,如果沒有換向閥14,則有可能使主缸3和輔助缸4的活塞運(yùn)動速度劇增而無法控製,甚至導致液壓缸的損壞。加上換向閥14,就可(kě)以在(zài)出現(xiàn)上述情況時截斷主缸或(huò)輔助缸的有杆(gǎn)腔與油箱之間的油路,從而起到保護作用(yòng)。
2.3 有(yǒu)關液壓係統結構的討論
為了(le)使液壓係統所發揮的作用較大,可以選用相同規格的主缸和輔助缸;配(pèi)重2的重量應可調,其基本重量可以(yǐ)取為工作台1的重量與工作台大負(fù)載的一半之和;此外(wài)還可以將液控單(dān)向5、6的控製油路取自輔助缸4的無杆腔,如(rú)圖2所示,這樣,即使主缸3和(hé)輔助缸4的有杆腔中壓(yā)力較低,也可確保打開(kāi)液控單(dān)向閥5、6。
小 結
本文中討論了一種升降平台的液壓係統的設計問題,並給出了這種液壓係統的兩個可行方案。該液壓係統中通過兩個液壓(yā)缸間的液壓油互補,實現兩者間的能量互補,從而達(dá)到了節能效果,同(tóng)時又使液壓係統工作平穩、可靠(kào)性較高。圖1所示的液壓係統已被應(yīng)用於(yú)某工廠的一(yī)套(tào)包裝設備中,取得了較滿意(yì)的效果。當然,本設計一定存在著不足之(zhī)處,在今後的生產過程中,可能會暴露出某些缺陷(xiàn),有待(dài)進一步完(wán)善。

